基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的風力發(fā)電機組系統(tǒng)辨識研究.pdf

1、風能作為一種清潔、可再生的資源，已越來越受到世界各國的高度重視。風力發(fā)電機組是風力發(fā)電的主要裝置，近年來，空氣動力學、機械工程、電氣工程、控制工程、結(jié)構(gòu)力學、材料科學等多個學科和領(lǐng)域的迅猛發(fā)展為風力發(fā)電機組的研究和設(shè)計提供了良好的理論基礎(chǔ)，推動現(xiàn)代風力發(fā)電機組技術(shù)向輕型、高效、高可靠性及大型化發(fā)展。為滿足風力發(fā)電機組安全、平穩(wěn)、可靠運行、降低由于機組尺寸增加產(chǎn)生的載荷變化、提高整機發(fā)電效益、提供優(yōu)質(zhì)電力和延長機組壽命等，整機的動力學模型

2、也將會變得更加復雜，而精確模型的建立對風力發(fā)電機組技術(shù)發(fā)展的作用也日益凸顯。
　　本文依托浙江大學控制科學與工程學系工業(yè)控制研究所網(wǎng)絡傳感與控制研究組與浙江運達風電股份有限公司合作的國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃（973計劃）課題“風力發(fā)電系統(tǒng)辨識與自適應控制機理研究”（課題編號2012CB724404），在風力發(fā)電機組系統(tǒng)辨識方面，本文的主要工作有:
　　(1)了解世界風力發(fā)電的發(fā)展歷史和未來趨勢，了解國內(nèi)風電產(chǎn)業(yè)面臨的機遇和挑

3、戰(zhàn)，把握國內(nèi)外風力發(fā)電機組建模技術(shù)的研究現(xiàn)狀和意義、存在的問題以及未來可能的發(fā)展方向。
　　(2)研究風力發(fā)電機組整機機理建模技術(shù)，結(jié)合機組運行特性將整機系統(tǒng)模塊化為空氣動力學子系統(tǒng)、機械子系統(tǒng)、電力子系統(tǒng)、執(zhí)行子系統(tǒng)四個子系統(tǒng)模塊，分別闡述其運行機理和特性。
　　(3)研究系統(tǒng)辨識的基礎(chǔ)理論和方法，結(jié)合風力發(fā)電機組運行機理闡述其基本控制方案，并以控制為導向描述風力發(fā)電機組中的系統(tǒng)辨識問題，將風力發(fā)電機組的系統(tǒng)辨識劃分為轉(zhuǎn)矩

4、環(huán)辨識和槳距環(huán)辨識問題，并進行相應的辨識試驗設(shè)計。
　　(4)了解風力發(fā)電機組仿真軟件Bladed的基本功能和原理，掌握Bladed的使用方式，并基于Bladed完成整機模型搭建、線性模型導出和分析、系統(tǒng)辨識試驗設(shè)計、試驗數(shù)據(jù)的收集和導出、基于試驗數(shù)據(jù)的辨識以及辨識結(jié)果的驗證等。
　　(5)研究LPV(LinearParameterVarying)技術(shù)的基本理論和方法，并提出一種基于ADALINE(ADAptiveLINea

5、rElement)技術(shù)的LPV系統(tǒng)辨識框架，給出仿真實例以驗證方法的有效性。同時結(jié)合風力發(fā)電機組特性分析基于LPV建模的問題，并結(jié)合Bladed進行辨識試驗設(shè)計和LPV模型建立。
　　(6)研究基于HardwareTest測試試驗的基本原理和功能，通過應用程序設(shè)計和開發(fā)進行基于半物理仿真平臺的系統(tǒng)辨識試驗設(shè)計，并基于試驗數(shù)據(jù)進行辨識和驗證。然后基于C#的程序設(shè)計和開發(fā)技術(shù)，搭建系統(tǒng)辨識工具箱軟件的基礎(chǔ)框架，并結(jié)合Bladed試驗數(shù)